Laporan Praktikum Fluidisasi

BAB 1

PENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANG

Fluidisasi adalah suatu cara untuk mengontakan butiran padat dengan fluida baik cairan maupun gas. Pada laju alir yang rendah butiran padat dalam kolom fluidisasi akan tetap diam karena fluida hanya mengalir pada ruang partikel tanpa menyebabkan perubahan pada partikel tersebut. Keadaan tersebut dinamakan unggun diam. Apabila laju alir dinaikan akan mencapai suatu keadaan dimana padatan akan tersuspensi di dalam fluida yang melaluinya. Pada keadaan ini masing-masing butiran akan terpisah dan akan bergerak lebih mudah. Sifat unggun akan menyerupai cairan dengan viskositas tinggi misalnya adanya kecenderungan untuk mengalir. Atas dasar sifat ini unggun disebut terfluidakan (fluidized bed).

Aspek utama yang akan dipeajari dalam percobaan ini adalah untuk mengetahui besarnya preasure drop (∆P) dalam unggun padatan yang terfluidakan. Untuk prosedur percobaan kali ini sederhana. Pertama tentukan densitas dan ukur butiran padatan. Lalu ukur diameter kolom dan tinggi unggun diam. Operasi fluidisasi dilakukan dengan mengalirkan air dari dasar kolom dan ukur preasure drop didalam kolom yang berisi padatan untuk laju alir yang berbeda-beda. Tentukan kecepatan fluidisasi minimum.

Aplikasi fluidisasi dalam proses industri cukup banyak. Hal ini dimulai pada tahun 1926 untuk gasfier winkler berskala, lalu fluidized bed catalyc cracking (FCC) crude oil menjadi bensin pada tahun 1942. Lalu fluidisasi kontinu banyak dimanfaatkan dalam pabrik pengolahan untuk memindahkan padatan dari satu tempat ke tempat lain dalam jumlah besar sehingga proses lebih ekonomis. Selain itu proses fluidisasi banyak juga digunakan untuk pelapisan plastik, proses drying, dan sebagainya.

I.2 TUJUAN PERCOBAAN

1. Menentukan kurva karakterisitik fluidisasi, yaitu kurva yang menggambarkan hubungan ∆P dengan U.
2. Menentukan kecepatan fluidisasi minimum.
3. Mengetahui fenomena-fenomena yang terjadi selama operasi fluidisasi berlangsung secara visual

I.3 MANFAAT PERCOBAAN

1. Praktikan dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi proses fluidisasi.
2. Praktikan mampu mengamati dan menemukan pengaruh variabel-variabel yang mempengaruhi proses fluidisasi
3. Praktikan dapat mengetahui jenis-jenis fluidisasi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 LANDASAN TEORI

II.1.1 PENGERTIAN FLUIDISASI

Fluidisasi adalah metode pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik cair maupun gas. Dengan metode ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat seperti fluida dengan viskositas tinggi. Sebagai illustrasi, tinjau suatu kolom berisi sejumlah partikel padat berbentuk bola. Melalui padatan unggun ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah butiran padat akan tetap diam karena gas hanya mengalir pada ruang partikel tanpa menyebabkan perubahan pada partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut unggun diam atau fixed bed.  (Anonim, 2009)

Ketika fluida atau gas mengalir dengan laju kecil pada kolom berisi unggun padatan maka tekanan gas akan berkurang sepanjang unggun padatan. Apabila laju alir gas diperbesar maka besarnya penurunan tekanan gas disepanjang unggun akan bertambah. Hingga pada suatu saat dimana butiran padatan tersebut terangkat oleh aliran gas maka penurunan tekanan menjadi tetap.

Keadaan dimana padatan terangkat hingga tidak berupa unggun diam disebut terfluidisasi, artinya padatan tersuspensi dalam gas dan dalam keadaan ini sifat dari padatan tidak lagi seperti semula tetapi berubah menjadi seperti fluida yaitu dapat dialirkan melalui pipa maupun keran. Besarnya kecepatan minimum yang di perlukan untuk membuat padatan unggun diam menjadi terfluidisasi tergantung beberapa faktor seperti besarnya diameter padatan, porositas padatan, rapat masa padatan dan faktor bentuk dari butiran padat.

(Anonim, 2010)

Ketika zat cair dan gas dilewatkan pada kecepatan rendah melalui hamparan partikel padat, maka partikel-partikel itu tidak bergerak dan penurunan tekanan nya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan ergun. Partikel-partikel tersebut akhirnya bergerak apabila kecepatan fluida berangsur-angsur dinaikan.

Jika kecepatan alir zat cair naik secara teratur maka preasure drop (∆P) dan pergerakan individu dari partikel juga meningkat, dan akhirnya partikel mulai bergerak dan tersuspensi dengan fluida. Istilah fluidized bed digunakan untuk mendeskribsikan suatu kondisi dimana semua partikel tersuspensi, sejak suspensi bersifat seperti fluida. Unggun yang terfluidakan dapat dialirkan melaui pipa dan kran seperti zat cair dan sifat cairan ini adalah salah satu keunggulan utama dalam penggunaan fluidisasi untuk mengalirkan partikel padat.

(Mc cabe, 1993)

II.1.2 JENIS – JENIS FLUIDISASI

1. Fluidisasi partikulat

Dalam fluidisasi air dan pasir, partikel-partikel itu bergerak menjauh satu ama lain dan gerakannya bertambah hebat dengan meningkatnya kecepatan, tetapi densitas unggun rata-rata pada suatu kecepatan tertentu sama di semua bagian unggun. Proses ini disebut fluidisasi partikulat dan bercirikan ekspansi hamparan yang cukup besar tetapi seragam pada kecepatan tinggi.

Akan tetapi tidak semua fluida liquid pasti menghasilkan fluidisasi partikulat, hal ini dipengaruhi oleh perbedaan densitas. Dalam kasus dimana densitas fluida dan solid tidak terlalu berbeda, ukuran partkel kecil, dan kecepatan aliran fluida rendah, unggun akan terfluidisasi merata dengan tiap partikel bergerak sendiri-sendiri melalui jalur bebas rata-rata yang relatif sama. Fase padat ini memiliki banyak karakteristik liquid dan disebut dengan fluidisasi partikulat

2. Fluidisasi agregat / fluidisasi gelembung

Unggun yang terfluidisasikan dengan udara biasanya menunjukan fluidisasi agregat. Pada kecepatan superfisial yang jauh melewati Umf kebanyakan gas akan melewati unggun sebagai gelembung atau rongga-rongga kosong yang tidak berisikan zat padat dan hanya sebagian kecil gas yang mengalir dalam saluran-saluran yang terbentuk diantara partikel. Gelembung yang terbentuk berperilaku sama dengan gelembung udara di dalam air atau gelembung uap di dalam zat cair yang mendidih, dan karena itu fluidisasi jenis ini sering disebut fluidisasi didih (boiling bed)

3. Fluidisasi kontinu

Bila kecepatan fluidisasi melalui hamparan zat padat cukup besar, maka semua partikel dalam hamparan itu akan akan terbawa ikut oleh fluida hingga memberikan suatu fluidisasi kontinu. Prinsip fluidisasi ini terutama diterapkan dalam pengangkutan zat padat dari suatu titik ke titik lain dalam suatu pabrik pengolahan di samping ada beberapa reaktor gas zat padat lama yang bekerja dengan prinsip ini. Contohnya adalah dalam transportasi lumpur dan transportasi pneumatic

Ketika laju alir fasa fluida melewati kecepatan terminal partikel, unggun terfluidisasi akan kehilangan identitasnya karena partikel solid akan terbawa dalam aliran fluida. Metoda pengangkutan ini sering digunakan dalam industri, biasanya dengan udara sebagai fasa fluida, antara lain untuk mengangkut produk dari pengering semprot. Keuntungan metoda ini adalah kehilangan yang terjadi sedikit, prosesnya bersih dan kemampuan untuk memindahkan sejumlah besar solid dalam waktu singkat. Tetapi kerugiannya adalah kemungkinan terjadi kerusakan partikel solid serta korosi pada pipa.

II.1.3 FENOMENA PADA FLUIDISASI

1. Fenomena fixed bed yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju minimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan tetap diam.
2. Fenomena minimum or incipient fluidization yang terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada kondisi ini partikel-partikel padat mulai terekspansi.
3. Fenomena smooth or homogenously fluidization terjadi ketika kecepatan dan distribusi aliran fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam
4. Fenomena bubbling fluidization yang terjadi ketika gelembung –gelembung pada unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel tidak homogen. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar.

5. Fenomena slugging fluidization yang terjadi ketika gelembung-gelembung besar yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel-partikel padat. Pada kondisi ini terjadi penorakan sehingga partikel-partikel padat seperti terangkat. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar

6. Fenomena chanelling fluidization yang terjadi ketika dalam ungggun partikel padatan terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertikal. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar

7. Fenomena disperse fluidization yang terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan terbawa aliran fluida dan ekspansi mencapai nilai maksimum.

Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:

1. laju alir fluida dan jenis fluida
2. ukuran partikel dan bentuk partikel
3. jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel
4. porositas unggun
5. distribusi aliran,
6. distribusi bentuk ukuran fluida
7. diameter kolom
8. tinggi unggun.

Faktor-faktor di atas merupakan variabel-variabel dalam proses fluidisasi yang akan menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut.  (Anonim, 2015)


 

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. “fluidisasi” (http://akademik. che. Itb . ac .id /labtek/wp-content /uploads/2009/02/modul-213-fluidisasi.pdf) diakses pada tanggal 19 februari 2016 pukul 16.05

Anonim. 2015. ”fluidisasi” ( http://id.scribd.com/doc/91779131 /laporan- FLUIDISASI#scribd) Diakses pada 19 februari 2016 pukul 16.10

Anonim. 2010 “fluidisasi pada gas” (http://matekim.blogspot.co.id/2010/05/ fluidisasi-pada-gas.html) Diakses pada 19 februari 2016 pukul 16.15

McCabe.1993.”Unit Operation Of Chemical Engineering”.New York: McGraw Hill.

 

Browse More Articles

Tweet

Written by Unknown

Menulis untuk mengungkapkan kegelisahan, walau apa yang ditulis terkadang bukanlah seperti apa yang dirasakan. Karena apa yang dirasa terkadang enggan untuk diungkapkan